Đồ án Khảo sát hệ thống cân băng định lượng nhà máy xi măng Cosevco Sông Gianh

ng hòa liên bang Đức với phương pháp sản xuất ximăng lò quay, bằng những trang thiết bị mang tính tự động hóa cao, cải thiện điều kiện làm việc nhằm nâng cao năng suất , đảm bảo về môi trường và đạt chất lượng sản phẩm. 1.2. Tổng quan về nhà máy ximăng Sông Gianh. G Do sự yêu cầu từ thị trường và đất nước ta đang trong giai đoạn xây dựng cơ sở hạ tầng . Sau thời gian khảo sát địa hình, địa chất, trữ lượng đá vôi ở các mỏ lớn, điều kiện giao thông tốt...nên dự án xây dựng nhà máy ximăng COSEVCO Sông Gianh đã được đầu tư và xây dựng G Vốn đầu tư: 200 triệu USD. G Các thông số chính của nhà máy : F Diện tích mặt bằng: 33 hecta. F Công suất: 1,4 triệu tấn/năm. F Công suất lò nung : 4000 tấn clinke/ngày F Chủng loại sản phẩm : * Xi măng bao : 1.275.000 tấn /năm ( 50 kg/bao ) Trong đó : - Xi măng PCB30 : 325.000 tấn /năm - Xi măng PCB40 : 750.000 tấn /năm - Xi măng PC50 : 200.000 tấn /năm G Trang thiết bị và công nghệ của POLYSIUS CHLB Đức, với quá trình sản xuất được tự động hoàn toàn CHƯƠNG II QUY TRÌNH SẢN XUẤT XI MĂNG TẠI NHÀ MÁY XI MĂNG COSEVCO SÔNG GIANH 2.1. Khái niệm: Xi măng là chất kết dính vô cơ bền nước, sản xuất bằng cách nghiền clinker xi măng pooclăng với thạch cao và phụ gia ( ≤ 40% ) Clinker xi măng pooclăng là sản phẩm nung đến kết khối hỗn hợp nguyên liệu đá vôi, đất sét và một số nguyên liệu khác với tỷ lệ sao cho tạo ra đủ các khoáng silicát, aluminat, alumô fezit can xi 2.2. Thành phần hoá học của Clinker xi măng pooclăng Là yếu tố quan trọng đánh giá chất lượng clinker, nó gồm 4 ôxit chính: 1) CaO: chiếm (63÷67)%. Là ôxit quan trọng nhất. Để xi măng có chất lượng cao CaO phải liên kết với các ôxit khác. Lượng CaO tự do còn lại ở dạng quá lửa làm cho đá xi măng không ổn định thể tích gây hại Lượng CaO liên kết lớn- xi măng có cường độ cao. Đóng rắn nhanh, khi đóng rắn toả nhiệt nhiều, không bền hoá 2) SiO2: chiếm (21÷24)%. Liên kết với CaO tạo khoáng SLC, các khoáng này có khả năng đóng rắn. SiO2 tự do không ảnh hưởng gì đến chất lượng xi măng. Lượng SiO2 liên kết lớn xi măng có cường độ sau 28 ngày lớn, đóng rắn chậm, toả nhiệt nhỏ khi đóng rắn, bền hoá hơn 3) Al2O3: chiếm (4÷8)%. Liên kết với CaO tạo thành khoáng Aluminát và Alumô fezit can xi. Al2O3 liên kết lớn-xi măng có cường độ phát triển lúc đầu cao sau chậm, thời gian đóng rắn nhanh, toả nhiệt nhiều khi đóng rắn, kém bền hoá 4) Fe2O3: chiếm (2.5÷5)%. Liên kết với CaO tạo fezit can xi. Fe2O3 lớn nhiệt độ kết khối của phối liệu giảm, độ nhớt pha lỏng nhỏ dễ tạo khoáng trong clinker. Nếu Fe2O3 quá lớn xi măng có tỷ trọng cao, cường độ thấp, đóng rắn chậm, toả nhiệt thấp,bền hoá 5) MgO ( 5% làm xi măng không ổn định thể tích khi đóng rắn vì nó ở dạng dung dịch rắn, thuỷ tinh, periclaz 6) Kiềm: chiếm (0.1÷1)%. Là thành phần không mong muốn vì nó làm giảm độ nhớt pha lỏng, tăng dính bết, thay đổi tốc độ đóng rắn xi măng, tạo những vết loang trên cấu trúc. Tác dụng với SiO2 tạo gel silicát kiềm có thể tích lớn gây mất ổn định, không bền nước Ngoài ra còn có các ôxit khác như TiO2, Mn2O3, P2O5 .v.v…có ảnh hưởng nhỏ, không đáng kể đến chất lượng xi măng 2.3. Thành phần khoáng của Clinker xi măng pooclăng 1) Alít: chiếm (45÷65)%. Là khoáng quan trọng nhất, là dung dịch rắn của C3S (3CaO.SiO2) có tan lẫn (2÷4)% các ôxit khác. Alít (C3S) tạo thành ở nhiệt độ 12500c C + C2S = C3S Và chủ yếu tạo thành khi có mặt pha lỏng. Nó bền ở nhiệt độ 12500C÷19000C. Khi nhiệt độ < 12500C thì C3S = C + C2S Sự biến đổi này phụ thuộc vào chế độ làm lạnh và sự có mặt các hợp chất hoà tan trọng C3S Tính chất của Alít trong xi măng: Cho xi măng có cường độ cao nhất sau 28 ngày Thời gian đông kết nhanh, đóng rắn nhanh Toả nhiệt nhiều khi đóng rắn Không bền trong môi trường sulfat 2) Belít: chiếm (10÷30)%. Là dung dịch rắn của C2S (2CaO.SiO2) có tan lẫn (1÷3)% các ôxit khác. C2S có nhiều dạng thù hình αC2S, βC2S, γC2S. Nhưng chỉ có dạng βC2S là chất có tính kết dính dạng mong muốn có Tính chất của Belít trong xi măng: Thời gian đông kết chậm Toả nhiệt ít khi đóng rắn Bền trong môi trường sulfat 3) Aluminát can xi: chiếm (5÷15)%. Là dung dịch rắn của C3A (CaO.3Al2O3) có tan lẫn (1÷2)% CaO,v.v. Tuỳ theo lượng CaO, T0, và chế độ làm lạnh clinker mà Aluminát can xi có thể ở dạng C3A, C5A3. Trong clinker xi măng pooclăng chủ yếu là C3A Tính chất của Aluminát can xi trong xi măng: Cho xi măng có cường độ phát triển nhanh nhưng sau chậm Thời gian đông kết nhanh nhất Toả nhiệt nhiều khi đóng rắn Không bền trong môi trường sulfat 4) Celít: chiếm (5÷12)%. Là dung dịch rắn của C4AF (4CaO.Al2O3.Fe2O3) có các phần khác nhau phụ thuộc vào phối liệu và điều kiện nung luyện: C8A3F, C4AF, C2AF,… Chủ yếu là C4AF Tính chất của C4AF: Cho xi măng có cường độ thấp nhất Thời gian đông kết chậm Toả nhiệt ít nhất khi đóng rắn Bền trong môi trường sulfat 5) Pha thuỷ tinh trong Clinker Do C3A, C4AF ở nhiệt độ cao lỏng làm lạnh thuỷ tinh Pha thuỷ tinh có lẫn MgO và các tạp chất khác Tuỳ chế độ làm lạnh mà pha thuỷ tinh nhiều hay ít Pha thuỷ tinh nhiều, xi măng khi đóng rắn toả nhiệt nhiều 2.4. Các hệ số cơ bản của Clinker xi măng pooclăng Hệ số bão hoà vôi LSF = (90÷98)% 100. (CaO + 0.75M) 2.8.SiO2 + 1.18.Al2O3 + 0.65.Fe2O3 LSF = (2-1) LSF biểu hiện mối quan hệ giữa CaO và tổng lượng CaO cần thiết để bão hoà hoàn toàn các ôxit khác. Chủ yếu là cần có đủ lượng CaO để liên kết hoàn toàn các ôxit SiO2, Al2O3, Fe2O3 mặt khác phải tránh thừa CaO tự do gây hại cho xi măng. LSF có ảnh hưởng lớn đến khả năng nung của Clinker Mô đun silic SM = 1.7÷3.5 SiO2 Al2O3 + Fe2O3 SM = (2-2) < 2: Dễ nung, thường pha lỏng quét lớp cola gây hại gạch, khó tạo clinker, lò kém ổn định. Cường độ xi măng thấp > 3: Khó nung, ít pha lỏng, cần nhiều nhiệt, ít cola, clinker bột, vôi tự do cao, lò kém ổn định, cường độ xi măng cao, đóng rắn chậm Sự tăng SM làm giảm khả năng nung clinker do sự giảm hàm lượng pha lỏng và giảm xu hướng hình thành lớp cola trong lò, sự tăng SM cũng dẫn tới sự đóng rắn và cường độ xi măng phát triển chậm. Sự giảm SM dẫn đến sự pha lỏng tăng điều này cải thiện khả năng nung của clinker và hình thành lớp cola trong lò Mô đun nhôm AM = 1.5 ÷2.5 Al2O3 Fe2O3 AM = (2-3) AM lớn có nghĩa là C3A lớn, xi măng có xu hướng đóng rắn nhanh. AM nhỏ tức là C4AF lớn, xi măng đóng rắn chậm, toả nhiệt thấp khi đóng rắn 2.5. Nguyên liệu để sản xuất xi măng 2.5.1. Các nguyên liệu Nhóm nguyên liệu cung cấp CaO CaO được cấp chủ yếu từ đá vôi và đá sét. Đá vôi thường có CaCO3 > 90% và MgCO3 92%. CaCO3 phân huỷ thành CaO ở 6000c÷7000c mạnh nhất là ở 9000c÷10000c. Khi ở nhiệt độ > 10000c CaO tạo thành có cấu trúc sít đặc kém hoạt tính ( gây hại ) Nhóm nguyên liệu khoáng sét Lấy từ đất sét các loại. Cung cấp từ (65÷75)% SiO2, (10÷20)% Al2O3, (4÷10)% Fe2O3 Các nguyên liệu điều chỉnh Khi chọn các cấu tử nguyên liệu để tính phối liệu không thể bảo đảm các hệ số AM, SM là chuẩn xác, có thể nguyên liệu có ít Al2O3 hoặc Fe2O3 hoặc SiO2 khi đó ta phải dùng các nguyên liệu điều chỉnh. Thiếu Al2O3 ta dùng boxit, thiếu Fe2O3 ta dùng quặng sắt, thiếu SiO2 ta dùng đá silíc, sét có nhiều silíc hoặc cát, cát có đặc điểm là khó nghiền mịn nên ít dùng Ngoài các chất phụ gia điều chỉnh thành phần như đá bazal, thạch cao, đá đen, đá cao silíc, sắt, người ta còn đưa một số phụ gia khoáng hoá vào nhằm giảm quá trình nung như: muối HF, CaF2, HCl.v.v. các chất đó tuỳ theo từng loại có thể làm: Xuất hiện pha lỏng sớm Giảm độ nhớt pha lỏng Phá huỷ mạng tinh thể, tăng phản ứng tạo khoáng Ngăn sự hoà tan ngược của các khoáng có lợi Xúc tác phản ứng, v.v. 2.5.2. Chuẩn bị và hỗn hợp nguyên liệu Nguyên liệu chính dùng để sản xuất xi măng là đá vôi và đá sét, ngoài ra còn có một số nguyên liệu phụ bổ xung như sỉ sắt, boxit, cát,v.v. 1) Đá vôi: được khai thác bằng khoan nổ mìn vận chuyển tới máy đập đá vôi. Sau khi được đập nhỏ trong máy đập, kích thước đá vào D = (1÷2)m giảm còn d = (25÷70)mm, độ ẩm ≈1%, đá được vận chuyển tới kho đồng nhất sơ bộ, được máy đánh đống rải đồng nhất. Máy đập đá vôi là loại máy đập xung lực làm việc với năng suất 750 tấn/h 2) Đá sét: thường được khai thác bằng máy xúc, ủi, được vận chuyển tới máy cán sét. Trong công nghiệp xi măng thường dùng máy cán 2 trục có răng làm việc với năng suất 200 tấn/h với vật liệu vào có kích thước Dmax = 800 mm, độ ẩm Wmax =(25÷30)%, kích thước liệu ra dmax = 70 mm sau đó vật liệu được vận chuyển tới kho đồng nhất sơ bộ 3) Các chất phụ gia: như đá bazal, thạch cao, đá đen, đá cao silíc, sắt, sỉ, boxit.v.v. lượng ít hơn thường được khai thác vận chuyển riêng tới nhà máy và được chứa vào các kho, két riêng Các nguyên liệu đá vôi, đá sét được cầu xúc cấp liệu lên các két chứa riêng, và chúng được định lượng theo tỷ lệ tính toán phối liệu và cấp vào máy nghiền. Sau khi nghiền, bột liệu phải đạt tiêu chuẩn về thành phần, độ mịn, độ ẩm. Bột liệu được đồng nhất trong các silo đồng nhất. Có nhiều phương pháp đồng nhất, người ta đánh giá mức độ đồng nhất qua sự giao động giữa hàm lượng CaCO3 của vật liệu đầu vào và vật liệu đầu ra 2.6. Nhiên liệu để nung clinker xi măng pooclăng Nhiệt năng là một trong các thông số quan trọng đánh giá chất lượng nhiên liệu, đơn vị đo là Cal/g, Kcal/g. Người ta phân biệt giữa nhiệt trị tổng Hs và nhiệt trị thực Hi Nhiệt trị tổng Hs của nhiên liệu xác định trong nhiệt lượng kế là số nhiệt toả ra khi đốt cháy hoàn toàn 1 đơn vị khối lượng nhiên liệu trong bom kín có chứa đầy oxi ở áp suất (20÷30)kg/cm2 Nhiệt trị thực Hi khác Hs ở hàm lượng nước của nhiên liệu trước và sau khi đốt có trong sản phẩm ở dạng hơi (Hs ở dạng lỏng) Hi đánh giá chính xác hơn về nhiệt trị của nhiên liệu, từ Hi có thể tính được lượng nhiên liệu cần cho quá trình đốt. Hàm lượng khoáng và ẩm của nhiên liệu ảnh hưởng đến Hi. Hi không ảnh hưởng đến khả năng đốt cháy của nhiên liệu 2.6.1. Đặc tính của nhiên liệu Nhiên liệu rắn : dùng than anthracit Độ ẩm < 3%. Độ ẩm cao làm giảm nhiệt trị của than, nếu quá cao làm giảm sự bốc cháy, giảm nhiệt độ ngọn lửa, tăng thời gian cháy hết, tăng tính bất ổn định của than, gây ra sự bám dính trong thiết bị, gây ra hiện tượng cháy bất ngờ .v.v.Tuy nhiên cần có một lượng ẩm nhất định để tránh nguy cơ nổ Chất bốc ≈ (5÷8)%. Là đặc tính quan trọng đánh giá khả năng đốt cháy của than, độ bền dài ngọn lửa Tro trong than :chiếm (10÷20)%. Khi đốt than thì C và các thành phần hữu cơ sẽ cháy và tạo thành CO2, SO2 và NO2 (nếu có), lượng tro còn lại phụ thuộc vào hàm lượng khoáng trong than. Hàm lượng tro trong than ảnh hưởng tới khả năng cháy của than : làm thấp nhiệt trị, giảm nhiệt độ ngọn lửa và ảnh hưởng tới thành phần khoáng hoá clinker Độ mịn : để đạt được sự đốt cháy hoàn toàn trong lò, canciner, tạo ngọn lửa mong muốn, độ mịn của bột than là rất quan trọng, độ mịn tối ưu tỷ lệ nghịch với hàm lượng chất bốc, do điều kiện đốt, nhiệt độ đốt cháy khác nhau. Thường than dùng cho canciner được nghiền mịn hơn Nhiệt trị: than ≥ 6600 Kcal/kg Nhiên liệu lỏng : Dầu Trong công nghiệp xi măng thường dùng dầu năng chứa khoảng 86%C, (11÷17)%H và (1÷3)% sulfua. Lượng sulfua ảnh hưởng lớn trong hệ thống lò nung, 1 phần tạo sulfat kiền, 1 phần tạo sulfat can xi (CaSO4) ở tháp trao đổi nhiệt và đến zôn nung thì phân huỷ thành SO2, chu kỳ đó làm tăng SO2 dễ tạo bám dính không cần thiết trong tháp trao đổi nhiệt Dầu năng thường có nhiệt trị cao (9800÷10000) Kcal/kg. Sự khác biệt giữa các loại dầu là nhiệt độ dầu cần để có độ nhớt phù hợp từ (2÷2.5)E (độ Engler) hoặc (12÷18) CSt cần thiết đối với phần lớn các vòi đốt để phun dầu Cần phải sấy nóng dầu để dầu có độ nhớt mong muốn thuận lợi cho việc vận chuyển dầu, tạo giọt dầu phun phù hợp. Nếu giọt dầu nhỏ quá khó hoà trộn với không khí, nếu to quá dầu cháy chậm dễ tạo CO, tăng chu kỳ SO2 ảnh hưởng xấu đến chất lượng clinker, giảm tuổi thọ của vật liệu lót lò 2.6.2. Qúa trình gia công chế biến và đốt nhiên liệu Than : Than nhập phải phù hợp với các đặc tính kỹ thuật cho phép như: Độ ẩm : W < 11.5% Kích thước hạt : từ (0÷15)mm Chất bốc : (5÷8)% Hàm lượng S < 0.6% Nhiệt trị từ (6600÷7480)Kcal/kg Độ cứng từ 35÷70 Than thô thông thường được nghiền, sấy trong các máy nghiền sấy liên hợp. Dù nghiền trong máy nghiền đứng hoặc nghiền bi, bột than phải đạt các chỉ tiêu về độ mịn Than mịn được đưa vào đốt ở canciner và trong lò nung. Cháy trong canciner thì nhiệt lượng toả ra khi đốt được bột liệu hấp thụ ngay trong phản ứng : Nhiệt + CaCO3 CaO + CO2. Nhiệt độ tạm thời chỉ vượt quá nhiệt độ cân bằng điển hình 8500c ÷ 9000c, ở nhiệt độ thấp này than khó cháy hết nhanh, để than ở đây cháy nhanh thì bột than cần mịn hơn hoặc cần tạo ra một khu vực có nhiệt độ cao hơn nhiệt độ cân bằng. Đây chính là lý do tại sao đốt ở canciner dễ bị sự cố hơn ở lò nung. Ở lò nung thường được trang bị với vòi đốt nhiều kênh, hiện đại để dễ điều chỉnh ngọn lửa, ít sự cố, trong lò nhiệt độ nung cao than dễ cháy hết như mong muốn 2) Dầu năng: dầu được dự trữ trong các bể chứa và được bơm tới các bể tiếp liệu, được bơm với áp lực cao tới tháp trao đổi nhiệt và trạm vòi đốt đến các vòi đốt Nhiệt hâm sấy dầu có thể thực hiện bằng : hơi nước, điện, và truyền nhiệt thông qua dầu. Khi xử lý dầu không cần đề phòng đặc biệt vì điểm bốc cháy của nó cao tới 1100c, tuy nhiên nhiệt độ sấy không được quá cáo. Khi đốt dầu cần phải xử lý như sau : Làm nóng tới nhiệt độ không đổi và độ nhớt mong muốn Tạo áp lực cần thiết để phun mù Điều chỉnh lưu lượng dầu thích hợp cho vòi đốt Chỉnh góc phun dầu thích hợp 2.7. Quy trình công nghệ sản xuất xi măng 2.7.1. Nghiền nguyên liệu và đồng nhất Đá vôi, đá sét, đá cao silic và sắt từ các kho chứa được đưa tới 4 bunker tương ứng nhờ hệ thống băng tải. Các bunker chứa liệu được lắp đặt các sensor báo mức và loadcell để giám sát mức liệu có trong bunker. Tại đáy hình côn của mỗi bunker được gắn thiết bị điều chỉnh lưu lượng khi liệu được tháo ra. Từ 4 bunker, liệu được tháo xuống hệ thống cân định lượng để xác định thành phần phần trăm các chất theo tỷ lệ tiêu chuẩn. Tỷ lệ các chất được xác định nhờ hệ thống băng tải cấp liệu tấm và thiết bị loadcell đặt trên hệ thống cân băng. Tỷ lệ của các loại nguyên liệu có thể được điều chỉnh bằng cách điều chỉnh tốc độ băng tải thông qua điều chỉnh tốc độ động cơ băng tải hoặc điều chỉnh độ mở của cửa van cấp liệu. Để giám sát tốc độ động cơ thì trên trục động cơ được đặt thiết bị đo tốc độ Encoder để đưa tín hiệu về thiết bị điều khiển Sau khi xác định tỷ lệ phần trăm của các chất, liệu được đưa đến trạm nghiền, trước khi đến trạm nghiền thì hỗn hợp các chất sẽ đi qua hệ thống máy dò và tách kim loại để loại bỏ các thành phần kim loại lẫn trong các chất ra khỏi băng tải Trong máy nghiền, liệu được cung cấp ở dạng hỗn hợp và được sấy khô tới 1%. Máy nghiền nguyên liệu là loại máy nghiền con lăn trục đứng PFEIFFER MPS 4750 có năng suất 320 tấn/h. Qua máy nghiền, liệu được tán nhỏ nhờ hai cơ cấu con lăn. Để sấy khô bột liệu đồng thời thì trong quá trình nghiền, khí nóng được dẫn đến từ tháp trao đổi nhiệt của lò nung. Lượng khí nóng cung cấp cho máy nghiền phụ thuộc vào độ ẩm của hỗn hợp phối liệu trong máy. Máy tính của quá trình sẽ nhận tín hiệu từ các thiết bị phân tích độ ẩm của hỗn hợp phối liệu có trong máy, từ đó điều chỉnh lưu lượng và nhiệt độ của dòng khí nóng cung cấp vào cho máy nghiền sao cho nhiệt độ của hỗn hợp phối liệu ra khỏi máy nghiền đạt 900c, độ ẩm không quá 1% Trong máy nghiền, khí thải sẽ mang bột liệu đến thiết bị phân ly động. Trong bộ phân ly, các hạt có kích thước lớn được tách ra và đưa trở lại bàn nghiền, các hạt có độ mịn đạt yêu cầu được đưa về 4 cyclone lắng hiệu suất cao. Thông qua các van gió quay, liệu được tháo ra theo máng khí động đến silo đồng nhất để chuẩn bị đưa vào lò nung. Liệu sau khi được gom lại ở 4 cyclone lắng (hiệu suất đạt 90%), qua các van gió kiểu quay theo máng khí động đến gầu nâng. Tại đầu vào gầu nâng, bột liệu sẽ được lấy mẫu nhờ thiết bị lấy mẫu tự động với tần suất lấy mẫu 1 lần/h. Mẫu sẽ được phân tích các thành phần hoá học và so sánh với giá trị đặt trước. Nếu không thoả mãn giá trị đặt trước thì các chất sẽ được điều chỉnh nhờ hệ thống cân băng định lượng. Bột liệu sau khi nghiền có độ mịn đạt yêu cầu sẽ được vận chuyển bằng gầu tải theo máng khí động vào silo chứa qua hệ thống phân phối song song, silo có sức chứa 20000 tấn. Silo đồng nhất bột liệu làm việc theo nguyên tắc đồng nhất và tháo liên tục. Việc đồng nhất bột liệu được thực hiện trong quá trình tháo bột liệu ra khỏi silo. Mức độ đồng nhất của silo là 10:1. Đáy silo có hệ thống khí nén, khí được sục vào trong silo để đồng nhất phối liệu và tạo ra sự linh động cho phối liệu khi tháo được dễ dàng Buồng trộn và cửa tháo của silo được liên thông với nhau để đảm bảo liệu từ silo nạp vào buồng trộn diễn ra đồng thời với nhau bằng dòng khí nén áp suất cao theo cụm thiết bị tháo và máng khí động. Liệu sau khi được tháo từ buồng trộn đưa xuống gầu nâng để đến tháp trao đổi nhiệt. Để phân tích thành phần hoá học và chất lượng của hỗn hợp phối liệu sau khi đồng nhất, thiết bị lấy mẫu tự động được đặt ở đáy gầu nâng, tần suất lấy mẫu ở công đoạn này được quy định cụ thể trong quá trình vận hành và sản xuất. Dòng liệu theo máng khí động xuống van gió kiểu quay và cửa tấm lật vào tháp trao đổi nhiệt theo hai luồng riêng biệt 2.7.2. Tháp trao đổi nhiệt Tháp trao đổi nhiệt gồm 2 nhánh 5 tầng. Tầng 5 có 2 cyclone, tầng 4 đến tầng 1, mỗi tầng có một cyclone lắng. Tháp trao đổi nhiệt có chức năng thực hiện quá trình canxi hoá, sấy khô và gia nhiệt cho bột liệu theo nguyên tắc đối lưu. Liệu được dòng khí nóng đưa vào cyclone tầng 5 đến khi lượng liệu lắng được nhiều thì van đối lưu mở, hỗn hợp liệu được dòng khí nóng thổi vào cyclone tầng 4, tiếp tục như vậy khi liệu đến cyclone tầng 1 thì bột liệu đã được sấy khô và gia nhiệt đạt mức độ yêu cầu thì đưa sang lò nung. Bột liệu sau khi được gia nhiệt ở tháp trao đổi nhiệt đạt nhiệt độ 8500c÷9000c sẽ được đưa vào lò nung 2.7.3. Hệ thống lò nung và thiết bị làm lạnh clinker Lò nung của nhà máy xi măng Sông Gianh có đường kính là 4.5m, chiều dài 70m với hệ thống sấy sơ bộ 2 nhánh 5 tầng cùng hệ thống calciner, buồng trộn. Năng suất của lò là 4000 tấn clinker/ngay và tốc độ quay (0.7÷3.5)v/p, nhiệt lượng tiêu hao cho 1 kg clinker là 720 Kcal, trong đó hàm lượng vôi tự do không vượt quá 1%. Lò nung clinker là loại lò quay. Trước khi hỗn hợp bột liệu được nung thành clinker trong lò quay, chúng được đưa qua 5 tầng cyclone của tháp trao đổi nhiệt, nhiệt từ lò nung được đẩy từ tầng thứ nhất đến tầng thứ năm, liệu hấp thụ nhiệt từ trên xuống dưới. Mỗi tầng cyclone được kết nối với một ống dẫn khí và một máng rót liệu. Toàn bộ chiều dài lò được chia thành các zone với các vùng nhiệt độ khác nhau : Zone chuẩn bị gồm sấy + nung nóng, chiếm (50÷60)% chiều dài lò. Làm khô vật liệu (36÷40)% ẩm, tiêu tốn gần 35% tổng lượng nhiệt Zone phân huỷ : chiếm (20÷30)% chiều dài lò, nhiệt độ từ 6500c÷12000c. Có CaCO3 CaO + CO2. CaO lại tác dụng với Al2O3, SiO2 do sét phân huỷ tạo CF, CA và C2S Zone phản ứng toả nhiệt : chiếm (5÷7)% chiều dài lò, nhiệt độ 12000c÷13000c, tạo C4AF, C5A3 C3A và SiO2 C2S và CaO Zone kết khối : chiếm (11÷15)% chiều dài lò, nhiệt độ t0 = 13000c-14500c-13000c. Ở cuối zone toả nhiệt đã có CaO, các khoáng C2S, C3A, C4AF và một phần pha lỏng ở nhiệt độ 12800c, tại 13800c các khoáng C3A, C4AF chảy lỏng tạo pha lỏng có sự hoà tan C, C2S và phản ứng tạo C3S, quá trình tạo C3S mạnh nhất ở t0 = 14500c÷14700c phụ thuộc vào lượng, bản chất linh động của pha lỏng. Ở t0 =14500c-13000c có sự kết tinh và tái kết tinh trong pha lỏng của C3S và C2S, quá trình tạo khoáng kết thúc ta có 4 khoáng chính C3S, C2S, C3A, C4AF Zone làm lạnh : chiếm (2÷4)% chiều dài lò, nhiệt độ t0= 13000c-10000c, sau đó clinker rơi vào thiết bị làm lạnh nhiệt độ giảm < 1000c Lò quay được kéo bởi một động cơ một chiều công suất lớn cùng với các hệ thống truyền động phụ khác. Tốc độ quay của lò được điều khiển đảm bảo đủ thời gian cho quá trình kết khối clinker xẩy ra hoàn toàn. Lò được thiết kế sử dụng vòi đốt than đa kênh ROTAFLAM đốt 100% than antraxit, trong đó đốt tại calciner là (55÷60)%, phần còn lại đốt trong lò Clinker sau khi ra khỏi lò được đưa xuống giàn ghi làm nguội gồm 10 quạt gió làm mát công suất lớn làm nhiệt độ clinker giảm từ 14000c xuống khoảng 600c. Clinker sau khi được làm nguội sẽ được đưa tới máy đập búa. Clinker thu được sau thiết bị làm lạnh được vận chuyển tới 2 silo để chứa và ủ clinker, có tổng sức chứa là 2x20000 tấn. Bột tả hoặc clinker phế phẩm được đổ vào silo bột tả có sức chứa 2000 tấn 2.7.4.Nghiền sơ bộ clinker và nghiền xi măng Clinker, thạch cao và các loại phụ gia (nếu có) sẽ được vận chuyển lên két máy nghiền bằng hệ thống băng tải và gầu nâng. Từ két máy nghiền, clinker và phụ gia sẽ được đưa qua máy nghiền sơ bộ CKP 200 nhằm làm giảm kích thước và làm nứt vỡ cấu trúc để phù hợp với điều kiện làm việc của máy nghiền bi xi măng. Sau đó, clinker, phụ gia (đã qua nghiền sơ bộ) và thạch cao sẽ được cấp vào máy nghiền xi măng để nghiền mịn. Máy nghiền xi măng là loại máy nghiền bi 2 ngăn làm việc theo chu trình kín có phân ly trung gian kiểu O’SEPA. Xi măng bột được vận chuyển tới 4 silo chứa xi măng bột, có tổng sức chứa là 4x10000 tấn bằng hệ thống máng khí động và gầu nâng. Trong trạm nghiền, clinker được trộn đều với các chất phụ gia như đá đen, đá bazal, thạch cao theo đúng tỷ lệ để được các loại xi măng khác nhau (trạm nghiềm được thiết kế với công suất 210 tấn/h) Các loại xi măng được sản xuất tại nhà máy xi măng Sông Gianh với hàm lượng các chất được liệt kê dưới đây : Loại Chất PCB 30 PCB 40 PC 40 Clinker Thạch cao Đá bazal Đá đen 72% 3% 12.5% 12.5% 81.6% 3.4% 7.5% 7.5% 96% 4% 0% 0% Trong đó : Xi măng PCB 30 : 325000 tấn/năm Xi măng PCB 40 : 750000 tấn/năm Xi măng PC 40 : 200000 tấn/năm Lượng clinker rót vào silo được giám sát và giới hạn bởi một cảm biến báo mức, giá trị giới hạn được hiển thị bằng đèn báo. Clinker sau khi được tháo từ các silo có thể tuỳ chọn để vận chuyển theo các hướng : theo băng tải đến gầu nâng để đến trạm định lượng hoặc theo băng tải vận chuyển để đến cảng nhà máy. Clinker chưa đạt yêu cầu sẽ được đưa trở lại hệ thống qua bộ cân kiểu rung có điều chỉnh lưu lượng Định lượng cho trạm nghiền xi măng bao gồm 4 thùng chứa, bên dưới mỗi thùng được lắp đặt thiết bị vận chuyển và điều chỉnh lưu lượng. Các thùng này cung cấp trực tiếp các chất phụ gia cho công đoạn nghiền xi măng Thùng clinker có dung tích 400 tấn Thùng thạch cao có dung tích 50 tấn Thùng đá bazal có dung tích 100 tấn Thùng đá đen có dung tích 100 tấn Cách thức lấy chất phụ gia là lấy lần lượt từng chất một và lấy một cách liên tục. Clinker, thạch cao, đá bazal và đá đen được tháo xuống các cân băng định lượng cấp liệu, sau đó toàn bộ được đổ lên băng tải kiểu máng và được vận chuyển đến trạm nghiền xi măng Xi măng thành phẩm được tháo ra theo dòng khí từ máy phân ly và được thu về các cyclone lắng hiệu suất cao. Sau khi được tách trong các cyclone, xi măng được vận chuyển qua thiết bị cấp liệu kiểu quay và các băng tải để đến gầu nâng. Để có được thành phẩm đạt chất lượng yêu cầu thì trước khi được gầu nâng vận chuyển, xi măng được lấy mẫu với tần suất 1 lần/h nhờ hệ thống lấy mẫu tự động. Các mẫu sẽ được phân tích các thành phần hoá học và so sánh với giá trị đặt trước, từ đó các chất phụ gia sẽ được điều chỉnh bởi hệ thống cân băng 2.7.5. Đóng bao và xuất xi măng Theo hệ thống băng tải, 3 loại xi măng khác nhau được vận chuyển đến các silo tương ứng, dung lượng mỗi silo là 12000 tấn. Từ đáy các silo chứa, qua hệ thống cửa tháo, xi măng sẽ được vận chuyển tới các két chứa của các máy đóng bao hoặc các hệ thống xuất xi măng rời. Hệ thống xuất xi măng rời gồm 2 vòi xuất cho ô tô năng suất 100 tấn/h và 1 vòi xuất cho tàu năng suất 150 tấn/h. Hệ thống máy đóng bao gồm 3 máy đóng bao HAVER kiểu quay với công suất mỗi máy 2000 bao/h để đóng loại bao xi măng 50 kg. Với loại máy đóng bao lớn từ (500 ÷1000 )kg/bao thì có công suất 25 bao/h. Sau khi đóng bao xong, xi măng được đưa qua hệ thống cân định lượng. Nếu bao không đủ trọng lượng thì sẽ được loại ra bằng hệ thống tự động, sau đó qua hệ thống phá vỡ bao để thu lại xi măng rời, lượng xi măng này được chuyển ngược trở lại khâu đóng bao. Những bao có trọng lượng đạt tiêu chuẩn sẽ được đưa về kho chứa, sau đó được vận chuyển bằng hệ thống băng tải đến các máng xuất xi măng bao 2.7.6. Hệ thống xử lý bụi trên băng tải Để xử lý bụi trên các băng tải, hệ thống cân băng định lượng được đặt 5 bộ lọc bụi túi, mỗi bộ bao gồm các ống hút và một quạt hút bụi. Các ống hút bụi được dẫn từ lọc bụi túi đến các điểm có thể tạo ra nhiều bụi trên băng tải như đầu cuối băng tải hay tại các điểm chuyển đổi giữa 2 băng tải. Bụi từ băng tải theo dòng khí đối lưu của quạt hút bụi trong đường ống và được dẫn về lọc bụi túi, tại đây bụi được làm lắng xuống và trở thành các nguyên liệu tinh. Ở đáy các bộ lọc bụi túi sẽ có các ống dẫn đưa lượng nguyên liệu này đổ về các bunker 2.8. Các tính chất của xi măn